A queima de biomassa para aquecimento
residencial foi identificada como uma das
principais fontes de poluição atmosférica na
Europa, principalmente no inverno [1]. Estima-se
que em Portugal sejam anualmente queimadas 2
Mton de biomassa lenhosa [2]. Atendendo às
repercussões e à necessidade de cumprimento
das normativas legais, é necessário proceder à
quantificação e caraterização das emissões
provenientes deste setor, de forma a obter perfis
de emissões representativos da realidade
nacional. A quantificação e caraterização destas
emissões para diferentes tipos de biomassa,
equipamentos e condições operatórias é
essencial, pois permite identificar e recomendar
um conjunto de procedimentos ambientalmente
mais vantajosos.
A queima de biomassa para aquecimento
residencial foi identificada como uma das
principais fontes de poluição atmosférica na
Europa, principalmente no inverno [1]. Estima-se
que em Portugal sejam anualmente queimadas 2
Mton de biomassa lenhosa [2]. Atendendo às
repercussões e à necessidade de cumprimento
das normativas legais, é necessário proceder à
quantificação e caraterização das emissões
provenientes deste setor, de forma a obter perfis
de emissões representativos da realidade
nacional. A quantificação e caraterização destas
emissões para diferentes tipos de biomassa,
equipamentos e condições operatórias é
essencial, pois permite identificar e recomendar
um conjunto de procedimentos ambientalmente
mais vantajosos.
Objetivos
Os ensaios experimentais, efetuados com um
recuperador de calor e dois tipos distintos de
biomassa lenhosa (Faia e Pinheiro), tiveram
como objetivo avaliar a influência das
seguintes variáveis operatórias:
Os ensaios experimentais, efetuados com um
recuperador de calor e dois tipos distintos de
biomassa lenhosa (Faia e Pinheiro), tiveram
como objetivo avaliar a influência das
seguintes variáveis operatórias:
InfraestruturaIntrodução
Fig. 1 Representação esquemática da instalação experimental.
Influência das condições operatórias na emissão de partículas da
combustão doméstica
E. Vicente(a), T. Nunes, C. Alves, L. Tarelho, M. Duarte, A. Calvo, S. Rocha, E. Teixeira
(a) Centro de Estudos do Ambiente e do Mar, Departamento de Ambiente e Ordenamento, Universidade de Aveiro, Aveiro.
*e-mail: [email protected]
T ermocouple T6
Sample Gas (SG) / Pressure
Warm water (out)
Cold water (in)
Temperature
S
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L
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Pressure
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Heated sampling line (190ºC)
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Condensed
material
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SGSG
MT ermocouple T5
T ermocouple T4
Termocouple T3
Termocouple T2
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Termocouple T 1
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Elect roni c f low sampler
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Thermocouple T8
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W
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Dilu tion air
D ilut ion a ir
V
A – Equipamento de combustão (recuperador de calor)B – Grade do recuperadorC – Célula de carga(sensor de peso)D – Medidor de fluxo de ar E – Isolamento térmico da conduta de exaustãoF – Conduta de exaustão (chaminé)G – Sonda de amostragem de gases e sistema de arrefecimento H,I,J,K,L,M,N,O,P,Q,R,S – Sistema de amostragem e análise de gases e sistema de controlo e aquisição de dados T – Túnel de diluiçãoU– Contador ótico de partículas (PCASP-X)V– Sistema venturiW– Tubo PitotX,Y – Sistema de amostragem de PM10 TECORA Z – Ventilador
Na exaustão (G e H, Fig.1)
• Hidrocarbonetos voláteistotais (HCT)• CO2 , CO, O2
Amostragemgases de exaustãoCarga de
Biomassa
Co
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Pinheiro
Ensaios Experimentais
Fig. 2 Detalhes da instalação experimental.
A
E , F
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► Os fatores de emissão de material particulado resultantes da queima de pinheiro tendem a ser superiores aos obtidos para a queima de
faia em condições operatórias semelhantes.
► Verificou-se que as condições de operação têm grande influência nas emissões resultantes da combustão de ambos os tipos de biomassa,
no entanto, a “hardwood” demonstrou ser menos influenciada pelas variações.
► A técnica de ignição é um fator preponderante nas emissões de material particulado. A técnica de ignição pelo topo pode contribuir para a
redução de mais de 50% de material particulado.
► O material carbonoso representou entre 40 a 80% da composição do material particulado amostrado.
► Os fatores de emissão de material particulado resultantes da queima de pinheiro tendem a ser superiores aos obtidos para a queima de
faia em condições operatórias semelhantes.
► Verificou-se que as condições de operação têm grande influência nas emissões resultantes da combustão de ambos os tipos de biomassa,
no entanto, a “hardwood” demonstrou ser menos influenciada pelas variações.
► A técnica de ignição é um fator preponderante nas emissões de material particulado. A técnica de ignição pelo topo pode contribuir para a
redução de mais de 50% de material particulado.
► O material carbonoso representou entre 40 a 80% da composição do material particulado amostrado.
Referências: [1] GELENCSÉR, A. et al. (2007) Source apportionment of PM2.5 organic aerosol over Europe: Primary/secondary,
natural/anthropogenic, and fossil/biogenic origin. Journal of Geophysical Research. 112:D23 , D23S04. doi: 10.1029/2006JD008094.
[2] GONÇALVES, C. et al. (2010). Characterisation of PM10 emissions from woodstove combustion of common woods grown in Portugal.
Atmospheric Environment, 44(35), 4474–4480.
Referências: [1] GELENCSÉR, A. et al. (2007) Source apportionment of PM2.5 organic aerosol over Europe: Primary/secondary,
natural/anthropogenic, and fossil/biogenic origin. Journal of Geophysical Research. 112:D23 , D23S04. doi: 10.1029/2006JD008094.
[2] GONÇALVES, C. et al. (2010). Characterisation of PM10 emissions from woodstove combustion of common woods grown in Portugal.
Atmospheric Environment, 44(35), 4474–4480.
seguintes variáveis operatórias:
► Técnica de ignição;
► Carga utilizada;
► Clivagem da biomassa
seguintes variáveis operatórias:
► Técnica de ignição;
► Carga utilizada;
► Clivagem da biomassa
Conclusões
Resultados
Fig. 5 Fatores de emissão de PM10 (g/kg de biomassa, bs) resultantes da
queima de Pinheiro em função da condição operatória.
Fig. 6 Fatores de emissão de PM10 (g/kg de biomassa, bs) resultantes da
queima de Faia em função da condição operatória.
Amostrageme análise de partículas
Sob condições isocinéticasno túnel de diluição
• PM10 (X e Y Fig.1)
- Determinação de OC e EC
Fig. 7 Fração mássica (%) de matéria carbonosa (carbono orgânico +
carbono elementar) nas amostras de PM10 resultantes da queima de
Pinheiro em função da condição operatória. .
Fig. 8 Fração mássica (%) de matéria carbonosa (carbono orgânico +
carbono elelemntar) nas amostras de PM10 resultantes da queima de
Faia em função da condição operatória.
Técnica de Ignição
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Fig. 3 Fatores de emissão de CO2 (g/kg de biomassa, bs) da combustão de Faia e Pinheiro em função da
condição operatória.
Fig. 4 Fatores de emissão de CO e HCT (como CH4) (g/kg de biomassa, bs) da combustão de Faia e Pinheiro
em função da condição operatória.
Agradecimentos: Este trabalho foi financiado pela EC através do projeto “Testing and development
of air quality mitigation measures in Southern Europe” (AIRUSE), LIFE 11/ENV/ES/000584.
Arr
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Carga Reduzida (1Kg)
Carga Média (2Kg)
Carga Elevada (4kg)
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Ignição "pelo topo" (2kg)
Ignição "pela base"(2kg)
Arranque a quente Arranque a frio
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Carga Reduzida (1Kg)
Carga Média (2Kg)
Carga Elevada (4kg)
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Ignição "pelo topo" (2kg)
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Carga Reduzida (1Kg)
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Carga Elevada
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Carga Reduzida
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Carga Média (2kg)
Carga Elevada
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HCT Pinheiro
HCT Faia
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